Ejercicio de optimización 16 resuelto: Canal más corto entre una parábola y una recta

✓ Solución revisada y verificada

Enunciado

Los ríos se aproximan por y=x² y x−y−2=0. Hallar los puntos de ambas curvas que deben unirse mediante el canal rectilíneo de menor longitud.
Ver solución paso a pasoDesarrollo, resultado e interpretación

Desarrollo paso a paso

1. Distancia a la recta

Para P=(u,u²), la distancia a x−y−2=0 es |u−u²−2|/√2=(u²−u+2)/√2.

2. Minimizar

2u−1=0 ⇒ u=1/2, P=(1/2,1/4).

3. Pie perpendicular

La normal a la recta tiene pendiente −1. Intersectando y−1/4=−(x−1/2) con y=x−2 se obtiene Q=(11/8,−5/8).

Método utilizado

Distancia punto-recta y perpendicularidad

Resultado final

Parábola: (1/2,1/4). Recta: (11/8,−5/8). Longitud mínima 7√2/8.

Interpretación del resultado

El segmento más corto es normal a la recta y parte del punto de la parábola que minimiza su distancia a ella.

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